EP4401272B1 - Batterievorrichtung, batteriesystem und diagnoseverfahren - Google Patents

Batterievorrichtung, batteriesystem und diagnoseverfahren

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EP4401272B1
EP4401272B1 EP22887367.5A EP22887367A EP4401272B1 EP 4401272 B1 EP4401272 B1 EP 4401272B1 EP 22887367 A EP22887367 A EP 22887367A EP 4401272 B1 EP4401272 B1 EP 4401272B1
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Claims (15)

  1. Batterievorrichtung (100) mit einem positiven Verbindungsanschluss (DC+) und einem negativen Verbindungsanschluss (DC-), welche dazu eingerichtet sind, mit einer externen Vorrichtung verbunden zu sein, umfassend:
    einen Batteriepack (110);
    einen positiven Hauptschalter (121), welcher zwischen den positiven Anschluss des Batteriepacks und den positiven Verbindungsanschluss geschaltet ist;
    einen Vorladeschalter (132), welcher zwischen den positiven Anschluss des Batteriepacks und den positiven Verbindungsanschluss geschaltet ist und dazu eingerichtet ist, einen Vorladevorgang eines Kondensators der externen Vorrichtung zu steuern; und
    einen Prozessor (150),
    wobei der Prozessor dazu eingerichtet ist, das Folgende durchzuführen:
    Durchführen eines Vorladens durch Schließen des Vorladeschalters während einer Vorladedauer;
    Schließen des positiven Hauptschalters nach der Vorladedauer; und
    Diagnostizieren des Vorladevorgangs, wobei das Diagnostizieren ein Vergleichen einer ersten Spannung des positiven Verbindungsanschlusses unmittelbar vor einem Schließen des positiven Hauptschalters mit einer zweiten Spannung des positiven Verbindungsanschlusses unmittelbar nach einem Schließen des positiven Hauptschalters umfasst.
  2. Batterievorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:
    einen Vorladewiderstand (131), welcher zwischen den positiven Anschluss und den positiven Verbindungsanschluss geschaltet ist, wenn der Vorladeschalter geschlossen ist.
  3. Batterievorrichtung nach Anspruch 2, wobei:
    der Vorladeschalter und der Vorladewiderstand in Reihe geschaltet sind.
  4. Batterievorrichtung nach Anspruch 2, wobei:
    der Prozessor dazu eingerichtet ist, das Folgende durchzuführen:
    Berechnen des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung; und
    Diagnostizieren des Vorladevorgangs durch Vergleichen des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung mit einem Kriteriumsverhältnis.
  5. Batterievorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass:
    die Vorladedauer auf ein Vielfaches einer Zeitkonstante eingestellt ist, welche durch den Widerstandswert des Vorladewiderstands und die Kapazität des Kondensators definiert ist; und
    das Kriteriumsverhältnis ein Verhältnis ist, welches durch das Vielfache der Zeitkonstante definiert ist.
  6. Batterievorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Prozessor derart eingerichtet ist, dass:
    wenn das Verhältnis der zweiten Spannung zu der ersten Spannung in einem Fehlerbereichs des Kriteriumsverhältnisses umfasst ist, der Prozessor diagnostiziert, dass der Vorladevorgang normal ist.
  7. Batterievorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass:
    die Vorladedauer auf ein 1-faches der Zeitkonstante eingestellt ist, welche durch den Widerstandswert des Vorladewiderstands und die Kapazität des Kondensators definiert ist; und
    der Prozessor dazu eingerichtet ist, das Folgende durchzuführen:
    Berechnen des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung;
    Bestimmen eines 2-fachen der Zeitkonstante entsprechend dem Verhältnis der zweiten Spannung zu der ersten Spannung; und
    Diagnostizieren des Vorladevorgangs durch Vergleichen eines 1-fachen der Zeitkonstante mit einem 2-fachen der Zeitkonstante.
  8. Batterievorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Prozessor derart eingerichtet ist, dass:
    wenn ein 2-faches der Zeitkonstante in einem Fehlerbereich eines 1-fachen der Zeitkonstante umfasst ist, der Prozessor diagnostiziert, dass der Vorladevorgang normal ist.
  9. Batterievorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass:
    eine Zeitkonstante durch den Widerstandswert des Vorladewiderstands und die Kapazität des Kondensators definiert ist; und
    der Prozessor dazu eingerichtet ist, das Folgende durchzuführen:
    Berechnen des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung;
    Bestimmen eines Vielfachen der Zeitkonstante entsprechend dem Verhältnis der zweiten Spannung zu der ersten Spannung;
    Schätzen der Kapazität des Kondensators auf der Grundlage des Vielfachen der Zeitkonstante, der Vorladedauer und des Widerstandswerts des Vorladewiderstands; und
    Diagnostizieren des Vorladevorgangs durch Vergleichen der geschätzten Kapazität mit der tatsächlichen Kapazität des Kondensators.
  10. Batterievorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Prozessor derart eingerichtet ist, dass:
    wenn die geschätzte Kapazität innerhalb eines Fehlerbereichs der tatsächlichen Kapazität ist, der Prozessor diagnostiziert, dass der Vorladevorgang normal ist.
  11. Diagnoseverfahren einer Batterievorrichtung, welche einen Batteriepack und einen positiven Verbindungsanschluss und einen negativen Verbindungsanschluss zum Verbinden mit einer externen Vorrichtung umfasst, umfassend:
    einen Schritt eines Durchführens eines Vorladevorgangs zum Vorladen eines Kondensators, welcher durch einen Vorladewiderstand mit dem positiven Verbindungsanschluss und dem negativen Verbindungsanschluss verbunden ist; einen Schritt eines Anlegens der Spannung des Batteriepacks an den positiven Verbindungsanschluss nach Durchführen des Vorladevorgangs;
    einen Schritt eines Messens der Spannung des positiven Verbindungsanschlusses als eine erste Spannung unmittelbar vor dem Anlegen der Spannung des Batteriepacks;
    einen Schritt eines Messens der Spannung des positiven Verbindungsanschlusses als eine zweite Spannung unmittelbar nach dem Anlegen der Spannung des Batteriepacks; und
    einen Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs, wobei der Schritt des Diagnostizierens ein Vergleichen der ersten Spannung mit der zweiten Spannung umfasst.
  12. Diagnoseverfahren nach Anspruch 11, wobei:
    der Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs umfasst:
    einen Schritt eines Berechnens des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung; und
    einen Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs durch Vergleichen des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung mit einem Kriteriumsverhältnis.
  13. Diagnoseverfahren nach Anspruch 11, wobei:
    die Vorladedauer auf ein 1-faches der Zeitkonstante eingestellt ist, welche durch den Widerstandswert des Vorladewiderstands und die Kapazität des Kondensators definiert ist; und
    der Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs umfasst:
    einen Schritt eines Berechnens des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung;
    einen Schritt eines Bestimmens eines 2-fachen der Zeitkonstante entsprechend dem Verhältnis der zweiten Spannung zu der ersten Spannung; und
    einen Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs durch Vergleichen eines 1-fachen der Zeitkonstante mit einem 2-fachen der Zeitkonstante.
  14. Diagnoseverfahren nach Anspruch 11, wobei:
    eine Zeitkonstante durch den Widerstandswert des Vorladewiderstands und die Kapazität des Kondensators definiert ist; und
    der Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs umfasst:
    einen Schritt eines Berechnens des Verhältnisses der zweiten Spannung zu der ersten Spannung;
    einen Schritt eines Bestimmens eines Vielfachen der Zeitkonstante entsprechend dem Verhältnis der zweiten Spannung zu der ersten Spannung;
    einen Schritt eines Schätzens der Kapazität des Kondensators auf der Grundlage des Vielfachen der Zeitkonstante, der Vorladedauer und des Widerstandswerts des Vorladewiderstands; und
    einen Schritt eines Diagnostizierens des Vorladevorgangs durch Vergleichen der geschätzten Kapazität mit der tatsächlichen Kapazität des Kondensators.
  15. Batteriemanagementsystem einer Batterievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Batterievorrichtung einen positiven Verbindungsanschluss (DC+) und einen negativen Verbindungsanschluss (DC-) umfasst, welche dazu eingerichtet sind, mit einer externen Vorrichtung verbunden zu werden, wobei die Batterievorrichtung einen Batteriepack (110) umfasst;
    das Batteriemanagementsystem umfassend:
    einen positiven Hauptschalter (121), welcher dazu eingerichtet ist, zwischen den positiven Anschluss des Batteriepacks und den positiven Verbindungsanschluss geschaltet zu sein;
    einen Vorladeschalter (132), welche dazu eingerichtet ist, zwischen den positiven Anschluss des Batteriepacks und den positiven Verbindungsanschluss geschaltet zu sein und dazu eingerichtet ist, einen Vorladevorgang eines Kondensators der externen Vorrichtung zu steuern; und
    einen Prozessor (150),
    wobei der Prozessor dazu eingerichtet ist, das Folgende durchzuführen:
    Durchführen eines Vorladens durch Schließen des Vorladeschalters während einer Vorladedauer;
    Schließen des positiven Hauptschalters nach der Vorladedauer; und Diagnostizieren des Vorladevorgangs, wobei das Diagnostizieren ein Vergleichen einer ersten Spannung des positiven Verbindungsanschlusses unmittelbar vor dem Schließen des positiven Hauptschalters mit einer zweiten Spannung des positiven Verbindungsanschlusses unmittelbar nach dem Schließen des positiven Hauptschalters umfasst.
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